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文档简介

第七章

金属和半导体的接触

Metal-SemiconductorContact1、

金属半导体接触及其能带图一、金属和半导体的功函数Wm、Ws1.金属的功函数Wm

电子由金属内部逸出到表面外的真空中所需要的最小能量。E0(EF)mWmE0为真空中电子的能量，又称为真空能级。

金属铯Cs的功函数最低1.93eV，Pt最高为5.36eV2.半导体的功函数Ws

E0与费米能级之差称为半导体的功函数。Ec到E0的能量间隔：称χ为电子的亲和能，它表示要使半导体导带底的电子逸出体外所需要的最小能量。Ec(EF)sEvE0χWsEn①N型半导体：式中：②P型半导体：式中：Note:半导体的费米能级随杂质浓度变化，所以，

Ws也和杂质浓度有关。二、金属与半导体的接触及接触电势差1.阻挡层接触设想有一块金属和一块N型半导体，并假定金属的功函数大于半导体的功函数，即：（1）即半导体的费米能EFs高于金属的费米能EFm金属的传导电子的浓度很高，1022～1023cm-3半导体载流子的浓度比较低，1010～1019cm-3金属n半导体E0xWsEFsEcEnWmEFmEv金属半导体接触前后能带图的变化：WmEFmWsE0EcEFsEv接触前

接触前，半导体的费米能级高于金属（相对于真空能级），半导体导带的电子有向金属流动的趋势接触时(导线连接)，费米能级一致，在两类材料的表面形成电势差Vms。接触电势差：E0χWsEFsEcEnWmEFmEv-qVmsE0χWsEFsEcEnWmEFmEv-qVms=0E0χWsEFsEcEnWmEFmEv-qVms=qVDE0χWsEFsEcEnWmEFmEv-qVmsE0χWsEFsEcEnWmEFmEv-qVms=0qVDN型电子阻挡层的形成过程：紧密接触时，形成空间电荷区，接触电势差降落在空间电荷区:半导体一边的势垒高度为：金属一边的势垒高度为：半导体体内电场为零，在空间电荷区电场方向由内向外，半导体表面势Vs＜0金属一边的势垒高度为：VsEFEvqVDEc内建EχWmE0在势垒区，空间电荷主要由电离施主形成，电子浓度比体内小得多，是一个高阻区域，称为阻挡层。电子必须跨越的界面处势垒通常称为肖特基势垒（Schottkybarrier)金属与N型半导体接触时，若Wm>Ws，电子向金属流动，稳定时系统费米能级统一，在半导体表面一层形成正的空间电荷区，能带向上弯曲，形成电子的表面势垒。EcEFEnqVdEv金属和p型半导体Wm<Ws

空穴阻挡层EFmEFsWsWmEvEcE0电场EEcEFEvxdqVd接触后空穴向下能量增加，在P型半导体多子是空穴，半导体多子流向金属后，留下带负电的电离受主杂质，即空间电荷区，能带向下弯曲。（2）金属－p型半导体接触的阻挡层势垒高度（3）金属－半导体接触的阻挡层阻挡层，在半导体的势垒区形成的空间电荷区，它主要由正的电离施主或负的电离受主形成，其多子浓度比

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